П р и м е р . Годовая потребность предприятия в материале 800 т. Цена материала 9000 р./т; затраты на обслуживание одной поставки 300 р., независимо от ее величины; затраты на хранение партии принимаются равными 5 % от среднегодовой стоимости материалов, хранящихся на складе. Определить рациональную величину партии поставки материала.
Р е ш е н и е . По формуле Вильсона определяем
n 0 ="корень"((2*800*300)/(9000*0,05))=33 т.
Однако, 33 т не равны и не кратны годовой потребности предприятия в материалах, равной 800 т. Поэтому принимаем величину партии такой, чтобы количество поставок в течение года было бы целым числом. Очевидно, что при 40 т количество поставок будет равно 800/40 = 20. Окончательно величину партии поставок материалов принимаем равной 40 т, как наиболее близкую к оптимальной.
Формулу Вильсона также можно использовать и для расчета оптимальной величины партии отгрузки готовой продукции.
Укажем на некоторые полезные следствия, вытекающие из формулы Вильсона. Для этого рассмотрим внутризаводские поставки заготовок и деталей, которые осуществляются основными цехами предприятия. Введем в формулу Вильсона некоторые изменения. Будем считать, что P - это цеховая себестоимость одной заготовки или детали, произведенной цехом; a - затраты на переналадку оборудования в цехе при переходе с одного наименования деталей на другое. Очевидно, что при прочих равных условиях себестоимость деталей из цветных металлов будет больше чем из черных; себестоимость крупных деталей будет больше себестоимости мелких; по ходу технологического процесса себестоимость детали будет увеличиваться. Принимая во внимание вышесказанное можно прийти к следующим выводам:
1) для деталей из цветных металлов партия n 0 будет меньше, чем для деталей из черных металлов;
2) для мелких деталей n 0 будет больше, чем для крупных;
3) для заготовительных цехов величина n 0 будет больше, чем для сборочных.
1.2 ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА В ПРОСТРАНСТВЕ
Основные, вспомогательные и специальные функции управления производством взаимосвязаны (см. рис. 1.1). Эта взаимная связь и взаимообусловленность функций особенно четко просматривается на генеральном плане предприятия. Генеральный план - это вычерченное в определенном масштабе графическое изображение территории предприятия с расположением всех зданий, сооружений, складов, коммуникаций, дорог, зеленых насаждений и ограждений. Генеральный план разрабатывается на основе определенных принципов. Эти принципы позволяют рационально организовать процесс производства продукции на территории предприятия (т.е. в пространстве) и тем самым минимизировать затраты на строительство и эксплуатацию предприятия.
Основные принципы организации производства в пространстве (на территории предприятия) следующие.
1 Здания основных цехов, складов сырья и материалов, а также готовой продукции должны располагаться по ходу производственного процесса, обеспечивая минимальное значение грузооборота на предприятии. Внутри производственных подразделений также должен выполняться принцип прямоточности, т.е. путь прохождения изделием всех стадий и операций производственного процесса – от запуска в производство исходных материалов и до выхода готовой продукции – должен быть минимальным.
2 Склады сырья и основных материалов должны размещаться на границе территории предприятия со стороны ввоза грузов, около заготовительных цехов. Склады готовой продукции располагаются око-ло сборочных цехов в месте вывоза грузов с предприятия.
3 Вспомогательные цехи должны быть по возможности расположены ближе к основным цехам, потребляющим их продукцию.
4 Должна быть обеспечена компактность застройки за счет: рационального зонирования территории (зона основных цехов, энергетических подстанций, зона общезаводских служб и учреждений, зона складов); минимальных разрывов между зданиями и сооружениями; объединения отдельных цехов в одном здании – блоке цехов.
5 Взаимное расположение зданий должно удовлетворять всем правилам и нормам пожарно-технической безопасности, экологическим, санитарно-гигиеническим и другим требованиям.
Свое дальнейшее развитие генеральный план получает в планировке (размещении) оборудования и рабочих мест в пространстве цеха и производственного участка. На планировке цеха (участка) показываются: строительные элементы (стены, колонны); технологическое оборудование и производственный инвентарь (станки, машины, верстаки, стенды); подъемно-транспортные устройства (краны, транспортеры, рольганги); кладовые, конторские помещения, санитарные узлы, вспомогательные помещения, расположенные на площади цеха. Рациональная планировка должна обеспечивать благоприятные условия труда, наименьшую продолжительность производственного цикла и наилучшие условия для управления работниками и материальными факторами производства.
Взаимное расположение рабочих мест и оборудования определяется характером технологического
Процесса и общей компоновкой цеха.
Применяются два основных способа расположения оборудования – по типам оборудования (цехи и участки технологической специализации) и по ходу технологического процесса (цехи и участки предметной специализации).
Первый способ характерен для единичного и мелкосерийного производства. Оборудование группируется по признаку однородности – участки токарных, фрезерных, шлифовальных станков и т.д. В механических цехах при обработке деталей, имеющих форму тел вращения, участки располагаются в следующем порядке: токарные, фрезерные, поперечно-строгальные, радиально- и вертикально-сверлильные станки и т.д. Учитывается также использование подъемно-транспортного оборудования. С этой целью это оборудование распределяется на группы в зависимости от веса обрабатываемых деталей и потребности в кранах и транспортных средствах соответствующей грузоподъемности.
При размещении оборудования по второму способу, характерному для цехов серийного и массового производства, руководствуются рядом правил:
• длина линий станков не должна превышать 60 м с учетом требований нормального обслуживания производственного процесса;
• линии станков следует размещать вдоль проходов; при передаче предметов труда из одного пролета в другой не должна нарушаться прямоточность движения;
• проходы и проезды должны пересекаться под прямыми углами во избежание излишних потерь площади;
• при расположении каждой отдельной единицы в линии учитывается удобство размещения станков относительно транспортных устройств.
На машиностроительных предприятиях часто проводятся перепланировки оборудования на участках и в цехах. Выбор рациональной планировки оборудования определяется тем, что она влияет на прямоточность, непрерывность и ритмичность производственного процесса, на величину транспортных расходов, себестоимость продукции, капиталовложения, уровень организации труда и т.д.
Для участка или цеха с ограниченной номенклатурой изготовляемых деталей и, следовательно, с небольшим числом различных технологических маршрутов нахождение рациональной планировки оборудования достаточно просто решается методами классического анализа. Для участков, на которых обрабатывается широкая номенклатура деталей при большом числе различных технологических маршрутов изготовления (например, свыше 100) нахождение оптимальной планировки оборудования является многовариантной задачей.
В общем случае число всех возможных вариантов расположения оборудования на участке определяется числом перестановок станков, которое может быть очень большим (например, для участка из шести станков число вариантов планировок оборудования составляет 720). Поэтому и возникает задача нахождения оптимального варианта планировки оборудования на многономенклатурном участке.
Наиболее обобщенным критерием, позволяющим получить количественную оценку влияния планировки оборудования производственного участка на результаты работы, является себестоимость продукции. Себестоимость продукции изменяется за счет следующих факторов: изменения затрат на перемещение материала в процессе производства на участке; изменение размеров производственной площади участка; повышения коэффициента загрузки оборудования. Влияние двух последних факторов на себестоимость продукции незначительно, поэтому основным фактором, влияющим на себестоимость продукции, является изменение затрат на перемещение материала в процессе производства. Затраты на перемещение, в свою очередь, зависят от объема грузооборота на участке. (Под грузооборотом понимается общий объем транспортных работ на участке.)
Таким образом, критерием количественной оценки того или иного варианта планировки может быть объем грузооборота. В таком показателе отражено влияние важнейших факторов: номенклатуры деталей, закрепленных за предметно-замкнутым участком; программы выпуска, веса деталей, маршрута обработки.
В процессе изготовления, в зависимости от вариантов планировки участка, детали проходят раз личный путь Lij, где Lij – общая длина транспортного пути за весь цикл изготовления i-го наименования детали при j-ом варианте.
Суммарный путь определяется по формуле
Суммарный грузооборот участка зависит от плана расположения рабочих мест на участке
Задача формулируется следующим образом. Требуется разместить рабочие места на площади участка или цеха так, чтобы свести к минимуму грузооборот участка, т.е. найти такую планировку рабочих мест, чтобы был обеспечен минимум величины Qi. Для решения сформулированной задачи можно применить метод направленного перебора – метод перестановок, основанный на приближении к оптимуму с помощью транспозиций матриц. Решение этой задачи возможно также с помощью метода Монте-Карло, метода с применением теории графов, а также с помощью «булевой» алгебры.